CN206581255U - 一种防止混凝土灌注桩钢筋笼上浮的锚固球 - Google Patents
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Abstract
一种防止混凝土灌注桩钢筋笼上浮的锚固球，为扁球形(橄榄球形)或者圆球形锚固球，安装在混凝土灌注桩钢筋笼的底部。锚固球由普通钢筋构成，其最大圆周直径大于钢筋笼直径，略小于桩孔的内径。该装置一方面能够将钢筋笼的底部锚固在桩基的岩土体上，另一方面能够使混凝土的反冲力相互平衡，从根本上解决钢混凝土灌注桩在施工过程中的筋笼上浮问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及混凝土灌注领域的锚固装置。
背景技术
混凝土灌注桩是一种广泛应用于土木工程中的桩基，由钢筋笼和现浇混凝土组成，如图1所示，其施工过程主要有三个步骤：(a)钻孔→(b)放置钢筋笼→(c)灌注混凝土→(d)成桩。
在灌注混凝土过程中，混凝土沿插入桩孔底部的导管5注入桩孔底部，至下而上灌满桩孔。混凝土以较高的速度沿导管向下冲向桩孔底部岩土体后，混凝土向上反弹并与预先放置的钢筋笼14发生剧烈碰撞和挤压，整个过程如图2所示。在这个过程中，向上反弹的混凝土会带动钢筋笼一起向上浮动。在灌注的初期，由于钢筋笼14的自重不足以平衡混凝土反弹所产生的上浮力，钢筋笼14会向上移动，造成混凝土灌注桩下部钢筋缺失，对成桩质量产生不良影响，而且桩基的埋深越大，钢筋笼的上浮越严重，对成桩质量的不良影响越严重。
为了防止钢筋笼上浮，施工单位一般会在钢筋笼的上部放置重物以平衡混凝土反冲所产生的上浮力，但是这种方法不能够准确地估算重物的重量，当重量小于上浮力时，钢筋笼仍然上浮，解决不了问题；当重量大于上浮力时，特别是当桩基超过一定深度时，在顶部重物的压力和底部强大的反冲力的共同作用下，钢筋笼中的纵向钢筋会产生屈曲，严重影响成桩质量。
实用新型内容
为了解决混凝土灌注桩施工过程中出现的上述问题，本实用新型提出了一种能够将钢筋笼与桩孔底部岩土体锚固的装置，该装置一方面能够将钢筋笼的底部锚固在桩基的岩土体上，另一方面能够使混凝土的反冲力相互平衡，从根本上解决钢混凝土灌注桩在施工过程中的筋笼上浮问题。
本实用新型技术方案：
一种防止混凝土灌注桩钢筋笼上浮的锚固球，为扁球形或者圆球形的锚固球1，安装在混凝土灌注桩钢筋笼2的底部。锚固球1由普通钢筋构成，其最大圆周直径大于混凝土灌注桩钢筋笼(2)直径，略小于桩孔3的内径。
当安装有锚固装置的钢筋笼放置在混凝土灌注桩的桩孔后，锚固球在上部钢筋笼的自重以及桩孔底部的岩土体的共同作用下产生竖向压缩变形，同时也会产生水平方向的膨胀变形，锚固球与桩孔侧壁 4之间将产生相互挤压，从而将钢筋笼锚固在桩孔的底部，防止钢筋笼在混凝土反冲力的作用下上浮。
当钢筋笼的底部安装锚固球1之后，混凝土6不仅对锚固球1的上部产生向下的作用力，使得锚固球1产生二次横向变形，与桩孔侧壁之间产生更大的挤压力，钢筋笼与岩土体之间的锚固更加牢固，同时可以部分抵消混凝土反冲7所产生的上浮力，能够起到限制钢筋笼上浮力的作用。
锚固球1的外观最大直径应该等于或者接近桩孔3的直径。
锚固球1的钢筋布置方案为沿经、纬线布置，其中大部分为沿经线8布置，在锚固球上部的桩孔直径范围内，沿纬线布置一些直径较小的钢筋10，当灌注混凝土时可以产生较大的向下的作用力，经线钢筋与纬线钢筋之间的空隙不得小于混凝土粗骨料的最大直径。在锚固球下部不得设置纬线钢筋，避免影响桩基底部渣石的上浮和清理。
锚固球1通过纬线钢筋10与混凝土灌注桩钢筋笼2焊接连接。
锚固球1的钢筋直径需要根据混凝土灌注桩的埋深和混凝土灌注桩的钢筋笼直径、桩孔直径等条件确定。
本实用新型的优点和有益效果如下：
1、锚固原理简单：在钢筋笼的自重和桩孔底部岩土体的共同作用下，锚固球产生横向变形，与桩孔侧壁的岩土体产生挤压和摩擦力，从而将钢筋笼固定在桩孔底部，可以有效地防止钢筋笼在灌注混凝土过程中上浮，避免因钢筋笼上浮造成坏桩和废桩，特别是针对长深桩和超长深桩更加有效，大大提高混凝土灌注桩的施工质量。
2、锚固球的制作简单，费用少，具有很高的经济效益。
3、施工过程中不需要人工干预，自动化程度高，不会对成桩质量产生负面影响。
附图说明
图1现有技术中应用于土木工程中的桩基示意图
图2钢筋笼上浮机理示意图
图3锚固球的锚固机理示意图
图4锚固球的抗浮机理示意图
图5锚固球的构造示意图
图6钢筋笼与锚固球之间连接示意图
图7锚固球的组成结构示意图
数字标记
1—锚固球
2—混凝土灌注桩钢筋笼
3—桩孔
4—桩孔侧壁
5—导管
6—混凝土
7—混凝土反冲
8—经线钢筋
10—纬线钢筋
14—钢筋笼
具体实施方式
本实用新型提出一种能够将钢筋笼固定在桩孔底部的锚固装置，如图3(a)所示。该锚固装置为扁球形(橄榄球形)或者圆球形的锚固球1，安装在混凝土灌注桩钢筋笼2的底部。锚固球1由普通钢筋构成，其最大圆周直径大于钢筋笼直径，略小于桩孔3的内径。
本实用新型所述的锚固装置的抗上浮作用有以下两个方面：
1、锚固作用：当安装有锚固装置的钢筋笼放置在混凝土灌注桩的桩孔后，锚固球在上部钢筋笼的自重以及桩孔底部的岩土体的共同作用下产生竖向压缩变形，同时也会产生水平方向的膨胀变形，锚固球与桩孔侧壁4之间将产生相互挤压，如图3(b)和图3(c)所示。从而将钢筋笼锚固在桩孔的底部，防止钢筋笼在混凝土反冲力的作用下上浮。
2、抵消混凝土反弹作用：传统的钢筋笼底部没有钢筋，其上浮机理如图2所示。
当钢筋笼的底部安装锚固球1之后，如图4所示，混凝土6不仅对锚固球1的上部产生向下的作用力，使得锚固球1产生二次横向变形，与桩孔侧壁之间产生更大的挤压力，钢筋笼与岩土体之间的锚固更加牢固，同时可以部分抵消混凝土反冲7所产生的上浮力，能够起到限制钢筋笼上浮力的作用。
本实用新型关键技术点在于提出了可以变形的锚固球，是一个根据混凝土灌注桩具体埋深和桩孔及桩基条件，经过设计计算的球形或者扁球形的钢筋笼，其基本构成如图5所示。
锚固球1的外观最大直径应该等于或者接近桩孔3的直径。
锚固球1的钢筋布置方案为沿经、纬线布置，其中大部分为沿经线8布置，在锚固球上部的桩孔直径范围内，沿纬线布置一些直径较小的纬线钢筋10，当灌注混凝土时可以产生较大的向下的作用力，经线钢筋与纬线钢筋之间的空隙不得小于混凝土粗骨料的最大直径。在锚固球下部不得设置纬线钢筋10，避免影响桩基底部渣石的上浮和清理。
锚固球1通过纬线钢筋10与混凝土灌注桩钢筋笼2焊接连接。
锚固球1的钢筋直径需要根据混凝土灌注桩的埋深和混凝土灌注桩的钢筋笼直径、桩孔直径等条件确定。
图6，图7所示。
实施方式1：扁球形(橄榄球形)方案
当桩孔直径较大、桩基埋深较深的条件下，采用扁球形(橄榄球形)技术方案，有利于控制灌注桩桩身钢筋笼的摆放，同时有利于锚固球产生横向变形。
实施方案2：圆球形方案
当桩孔直径较小、桩基埋深较前的条件下，采用圆球形技术方案，制作简单，施工方便。
Claims (3)
1.一种防止混凝土灌注桩钢筋笼上浮的锚固球，其特征在于，所述锚固球为扁球形或者圆球形的锚固球(1)，安装在混凝土灌注桩钢筋笼(2)的底部；锚固球(1)最大圆周直径大于混凝土灌注桩钢筋笼(2)直径，小于桩孔(3)的内径；
锚固球(1)的钢筋布置方案为分别沿经、纬线布置；在锚固球上部的桩孔(3)直径范围内，沿纬线布置一些纬线钢筋(10)，经线钢筋与纬线钢筋之间的空隙不得小于混凝土粗骨料的最大直径。
2.如权利要求1所述的防止混凝土灌注桩钢筋笼上浮的锚固球，其特征在于，锚固球(1)的外观最大直径等于桩孔(3)的直径。
3.如权利要求1所述的防止混凝土灌注桩钢筋笼上浮的锚固球，其特征在于，锚固球(1)通过纬线钢筋(10)与混凝土灌注桩钢筋笼(2)焊接连接。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109537581A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-03-29 | 中国建筑第八工程局有限公司 | 桩基钢筋笼抗浮装置及抗浮方法 |
| CN111663674A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-09-15 | 中信国安建工集团有限公司 | 高层住宅房屋抗震建筑及其施工方法 |
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- 2016-11-21 CN CN201621264983.0U patent/CN206581255U/zh not_active Expired - Fee Related
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